Protection IGBT contre les surintensités et les courts-circuits dans les entraînements de moteurs industriels
Résumé: La tendance générale du marché des moteurs industriels est la demande croissante d’efficacité, de fiabilité et de stabilité accrues. Les fabricants de dispositifs à semi-conducteurs de puissance continuent de rechercher des avancées dans les pertes de conduction et les temps de commutation. Certains compromis pour augmenter la perte de conduction des transistors bipolaires à porte isolée (IGBT) sont les suivants: niveaux de courant de court-circuit plus élevés, puces plus petites, capacité thermique inférieure et durées de tenue en court-circuit. Cela souligne l’importance des circuits de commande de porte et de la détection et de la protection contre les surintensités. Cet article traite de la mise en œuvre réussie et fiable de la protection contre les courts-circuits dans les entraînements de moteurs industriels modernes.
Court-circuit en milieu industriel
Les variateurs de vitesse industriels fonctionnent dans un environnement relativement difficile et peuvent subir des températures élevées, des transitoires de ligne, des surcharges mécaniques, des erreurs de câblage et d'autres conditions imprévues. Certains de ces événements peuvent provoquer des surintensités importantes dans le circuit d'alimentation du variateur de vitesse. La figure 1 montre trois événements de court-circuit typiques.
parmi eux:
1. C'est l'onduleur directement. Cela peut être dû à l'activation incorrecte de deux IGBT de l'un des bras de l'onduleur, ce qui peut être dû à des interférences électromagnétiques ou à une défaillance du contrôleur. Cela peut également être causé par l’une des usures / défauts du bras, alors que l’IGBT normal reste commuté.
2. C'est un court-circuit de phase relative. Cela peut être dû à une dégradation des performances, à une température excessive ou à une surtension entraînant une rupture de l’isolation entre les enroulements du moteur.
3. C'est un court-circuit à la terre. Cela peut également être dû à une dégradation des performances, à une température excessive ou à une surtension entraînant une défaillance de l'isolation entre les enroulements du moteur et le carter du moteur. En général, le moteur peut absorber des courants très élevés pendant une période relativement longue (millisecondes à seconde, en fonction de la taille et du type du moteur); Cependant, l'IGBT, la partie principale de l'étage de l'onduleur à moteur industriel, est court-circuitée. Le temps de tenue est de l'ordre de la microseconde.
